变频器_第1章.pptVIP

* 变频器原理与应用 第1章 变频概述 教学重点 变频技术的常见类型。 教学难点 变频技术的常见类型。 变频技术是将电信号的频率按照控制的要求，通过具体的电路实现电信号频率变换的应用型技术。 什么是变频技术？ 变频器是变频技术应用的装置，是运动控制系统中的功率变换器。变频器作为重要的功率变换部件，能为系统提供可控的高性能变压变频交流电源。 什么是变频器？ 从工作原理上讲，变频技术就是把工频交流电变成不同频率的交流电，或者把直流电逆变成不同频率的交流电，也可以把交流电变成直流电再逆变成不同频率的交流电等。在这些变化过程中，往往看重的是电源频率的变化，而不重视电源其他参数的变化。 1.1 变频技术的常见类型 电源开关 变频器 水泵 变频器开关 喷泉实验 变频器内部元器件 电源开关 变频器 负载 内部电路 内部元器件 电源开关 变频器 水泵 内部电路 变频波形 变频器电路及内部波形 （1）交流—直流变频技术，即整流技术。 （2）直流—直流变频技术，即斩波技术。 （3）直流—交流变频技术，即逆变技术。 （4）交流—直流—交流变频技术。 （5）交流—交流变频技术，即移相技术。 下面介绍变频技术的几种常见类型： 变频技术根据输入、输出的交、直流状态，可分为如下类型，见表1-1。 表1-1 变频技术的类型 斩波 整流 直流 振荡/逆变 移相 交流 直流 交流 输入 输出 1.2 变频技术和变频器的发展及发展方向 1.2.1 变频技术的发展及发展方向 变频技术是应交流电机无级调速的需要而产生的，以电力电子器件的发展为基础，得到了快速发展。 变频技术的迅速发展是建立在电力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发和制造工艺水平提高基础之上的，尤其是高压大容量绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT的成功开发，使大功率变频技术得以迅速发展、性能日益完善。 晶闸管这一电力电子器件出现于20世纪50年代。 随着电力电子器件发展，出现了功率晶体管GTR和门极可关断晶闸管GTO，并在20世纪60年代发展起来。 20世纪70年代，电力电子器件绝缘栅双极晶体管IGBT和功率场效应晶体管MOSFET得到应用。 20世纪80年代末期，出现了智能化功率集成电路PIC，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波脉宽调制PWM模式效果最佳。 20世纪90年代出现了智能功率模块IPM和集成门极换流晶闸管IGCT。智能功率模块的应用，彻底实现了开关频率的高速化、低导通电压的高性能化及功率集成电路的大规模化。 20世纪90年代后半期，变频技术广泛应用于家用电器的控制技术领域，变频技术的发展使得家用电器实现了高功能和省电等优点。目前，家用电器的功能已经具有高速度、高出力、控制性能好、小型轻量、大容量、长寿命、工作安全可靠、静音、省电等优点。 现在利用变频技术不但可实现图像清晰度的提高，还可应用于保护视力、提高场频性能等方面。另外，改变不同清晰度等级的图像格式时也用到了变频技术，如变频彩电的出现，可以使人们观看到更高质量的图像，同时又保护了观看者的视力。 经过人们的努力，电力电子技术已发展成为一门综合科学，它的发展面向高频化、高电压大容量化、组件模块化、小型化、智能化和低成本化。 （1）交流变频技术向直流变频技术方向转化。 （2）变频技术功率器件向高集成智能功率模块方向发展。 （3）变频装置的尺寸逐渐缩小。 （4）变频技术实现高速度的数字控制。 （5）变频技术实现模拟器与计算机辅助设计CAD的优化结合。 随着电力电子技术的发展，变频技术的发展方向是： 1.2.2 变频器的发展及发展方向 变频器主要用于交流电动机的转速调节，是交流电动机最理想的调速方法，具有卓越的调速性能，还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。自20世纪80年代以来，变频器作为节能应用与速度工艺控制的自动化设备，得到了快速发展和广泛的应用。 1.速度控制 2.节能 3.变频家电 到目前为止，变频器已经在工业制造、钢铁、有色冶金、油田、炼油、石化、化工、纺